Hőrelé: építés, áramkörök, működés és alkalmazásai

A relé egy elektromosan működtetett kapcsoló, amely az áramkörök nyitására és zárására, vagy elektromos csatlakozások létrehozására vagy megszakítására szolgál, egyszerűen külső forrásból érkező elektromos jelek vételével. Ezekre akkor van szükség, ha az elektromos leválasztás kötelező a vezérlőáramkörökben, egyébként pedig akkor, ha több áramkört egyetlen jellel kell vezérelni. Vannak különböző relék típusai a piacon elérhető, amelyeket az alkalmazástól függően használnak. Tehát a hőrelé a relé egyik típusa, amely teljes biztonságot nyújt az egyfázisú, kiegyensúlyozatlan feszültségek és túlterhelések ellen. A hőrelék tökéletes megoldást jelentenek a motorok védelmére, amelyek a villanymotor legpontosabb kioldását biztosítják egyfázisú és túlterhelés esetén. Ez a cikk áttekintést nyújt a hőrelé – alkalmazásokkal való munka.

Mi az a hőrelé?

A hőrelé meghatározása a következő; az a relé, amely elektromechanikus védelmet biztosít az elektromos motoroknak a túlterhelés ellen, valamint extrém bemeneti áramot vesz fel, termikus reléként ismert. Ezek a relék hatalmas védelmet nyújtanak a stabil elektromos károsodásokkal szemben az elektromos anomáliák során, mint például a túlfeszültség és a fázishiba. A hőrelé szimbólum az alábbiakban látható.

Termikus relé felépítése

A hőrelé felépítése meglehetősen egyszerű. Ez a relé olyan fontos alkatrészekből áll, mint a bimetál szalagok, fűtőtekercsek és a CT ( áramváltó ).

Ebben a relében az áramváltó (CT) egyszerűen áramot szolgáltat a fűtőtekercsekhez. Tehát a fűtőtekercs hőenergiája felmelegíti a bimetál szalagokat, ahol ezeket a szalagokat különböző anyagokból, például acélból és nikkelötvözetből készítik. Ezek az anyagok maximális acél-ellenállással rendelkeznek, és mentesek a termikus öregedéstől.

A fenti relében egy szigetelt májkar egyszerűen csatlakoztatható a kioldó tekercshez a bimetál szalagokon és a rugón keresztül. A rugó feszítését a szektormodell lemez segítségével változtatjuk.
Ha a rendszer normál üzemi állapotban van, a rugó egyenes marad. Tehát ha bármilyen hiba lép fel a rendszerben, akkor a bimetál rugó felmelegszik és elhajlik. A rugó feszültsége felszabadul, és a relé érintkezőit kioldja. Tehát a reléérintkező feszültség alá helyezi a kioldóáramkör-metszőt, amelyhez a megszakító érintkezői zárnak. Ezért a rendszer biztonságos marad.

A termikus relé működési elve

A hőrelé működési elve az, hogy amikor a bimetál szalag a hőrelében egy fűtőtekercsen keresztül felmelegszik, majd meghajlik és normálisan nyitott (NO) érintkezőket hoz létre.

Ha a motor normálisan működik, akkor a hőrelé hőeleme nem termel elegendő hőt a védelmi funkció működéséhez, és a normál zárt (NC) érintkezője zárt állapotban marad. Amint a motor túlterhelt, a relében lévő hőelem elegendő hőt termel a védelmi funkció végrehajtásához, és a normál zárt (NC) érintkezője megszakad, hogy az elektromos motor áramtalanítása az elektromos motor védelmére szolgáló vezérlőáramkörben. A hibaelhárítás befejezése után ezt a relét alaphelyzetbe kell állítani az elektromos motor újraindítása előtt.

Általában a hőrelé két visszaállítási formával rendelkezik: automatikus és kézi visszaállítás. Ez a két visszaállítási űrlap átalakítása egyszerűen befejeződik a visszaállító csavar egyszerű megváltoztatásával. A hőrelé megtervezése után a gyártó általában automatikus visszaállítási állapotba állítja. Használat közben az, hogy a relé automatikus vagy kézi visszaállítási állapotra van-e állítva, főként a vezérlőáramkör adott állapotától függ.

A termikus relé típusai

A hőrelék háromféle bimetál termikus, szilárdtest- és hőmérsékletszabályozással kaphatók.

Bimetál termikus

A bimetál hőrelé bimetál szalagot használ az érintkezők mechanikus nyitására. Ez a szalag két fém összekapcsolt darabot tartalmaz, amelyek különböző sebességgel nőnek, ha hőhatásnak vannak kitéve. Miután felmelegítették, a bimetál szalag meghajlik. Ebben a relében a bimetál szalag egy rugóval van összekötve az érintkezővel. Ha a túlzott hő hatására a szalag elhajlik a túláramtól és a rugó meghúzódik, akkor a relé érintkezői széthúzódnak és az áramkör megszakad. Miután a szalag lehűlt, visszanyeri eredeti alakját.

Szilárdtest relé

A félvezető reléknek nincs mechanikus vagy mozgó alkatrésze. Ez a relé egyszerűen kiszámítja a Thermal információit túlterhelés relé és a normál motorhőmérsékletet, egyszerűen figyelve az indulási és üzemi áramokat. Ezek a relék gyorsabbak az elektromechanikus relékhez képest, és kioldási időket és állítható alapértékeket is tartalmaznak, mivel nem képesek szikrát kelteni, ezért instabil környezetben használják.

Hőmérséklet-szabályozó relék

Az ilyen típusú relék a motor hőmérsékletének közvetlen érzékelésére szolgálnak a motor tekercsébe rögzített ellenállás-hőmérő szondával és termisztorral. Amint az RTD szonda névleges hőmérséklete elérte, az ellenállása gyorsan növekszik. Ezt követően ezt a növekedést egy küszöbáramkör érzékeli, amely kinyitja a relé érintkezőit.

Olvadó ötvözet relé

Az olvadó ötvözetből készült hőrelé fűtőtekercset, eutektikus ötvözetet és az áramkör megszakítására szolgáló mechanizmust tartalmaz. Ennek a fűtőtekercsnek a használatával ez a relé méri a motor hőmérsékletét, egyszerűen figyelve a felvett áramot.

Hőrelé áramköri diagramja és működése

Az alábbiakban egy túlterhelés elleni védelem hőrelé áramköre látható, amely a motor meghibásodásának elkerülésére szolgál. Ez a túlterhelésvédelmi áramkör egy biztosítékból, mágneskapcsolóból, hőreléből, indítógombból és leállítógombból áll.

Ha a hőrelét a motor túlterhelés elleni védelmére használják, a relé hőelemét egyszerűen sorba kell kötni a motor állórész tekercsével. A hőrelé alaphelyzetben zárt érintkezője egyszerűen sorba van kötve az AC kontaktor vezérlőáramkörével

Ha a elektromos motor túlterhelt, akkor megnő az áram áramlása a tekercsen belül és a relé hőelemén belüli áram áramlása is megnő, és a bimetál lemez hőmérséklete magasabbra emelkedik és a hajlítási szint nő. Ezt követően megnyomja az NC érintkezőt, hogy lekapcsolja és leválasztja az AC kontaktor tekercs áramkörét, így ez a kontaktor leválasztja a villanymotor tápellátását, így az elektromos motort leállással védi.

Így a váltakozó áramú tápkapcsoló tekercsét kikapcsolják, majd a főérintkezőt kikapcsolják, hogy leállítsák az M elektromos motort. Végül a motortekercs égésének túlterhelési meghibásodása hatékonyan kiküszöbölhető. A túlterhelési hiba megszüntetése után megnyomják a hőrelé Reset gombját és az ST indítógombot, így a motor újra működni kezd.

Hogyan válasszunk hőrelét?

A hőrelé feladata az elektromos motor túlterhelés elleni védelme. Annak érdekében, hogy az elektromos motor megfelelő és szükséges túlterhelés elleni védelmet is biztosítson, teljes mértékben ismerni kell a motor teljesítményét, és hozzá kell rendelni egy megfelelő hőrelével a kívánt beállítások eléréséhez. Általában a motor kapcsolódó feltételei az indítóáram, a munkakörnyezet, a munkarendszer, a terhelés jellege, a megengedett túlterhelhetőség stb.

Ennek a relének a megfelelő kiválasztása nagymértékben függ a motor működésétől. Ha a hőrelét a motor hosszú távú védelmére használják, akkor a motor névleges árama alapján választják ki. Például a hőrelé beállítási értéke megegyezhet a motor névleges áramának 0,95-1,05-szörösével, ellenkező esetben a relé beállított áramának medián értéke megegyezik a motor névleges áramával, és ezt követően beáll.

Ha ezt a relét egy rövid ideig gyakran működtetett motor védelmére használják, akkor ez a relé egyszerűen csak bizonyos rugalmassággal rendelkezik. Ha minden órára több művelet van, akkor előnyben kell részesíteni a sebességtelítettségű áramváltós hőrelét.

Egyes motoroknál, amelyek gyakori előre- és hátrameneti BE és KI fázisokkal működnek, nem alkalmas ezeknek a reléknek a használata, mint a túlterhelés elleni védelem. Alternatív megoldásként hőmérsékletreléket vagy termisztorokat használnak a motorok tekercseiben a védelmére.

Ez a relé alacsony túlterhelési képességgel rendelkezik, így elsősorban a teljes terhelési áram 6-7-szerese alatti működésre tervezték.

Ezt a relét rövidzárlat esetén nem használják. Amikor a rövidzárlati áram növeli a bimetál szalag hőmérsékletét, akkor a relé érintkezői záródnak. Tehát ezt a relét elsősorban a rövidzárlati relé használja csak az időkorlát biztosítékkal.

Előnyök

A hőrelék előnyei a következők.

• A hőrelék nagyobb pontossággal rendelkeznek.
• Megvédik az elektromos motorokat a túlmelegedéstől. Így kényelmesen használhatók 1 és 3 θ motorokban.
• Ezek a relék könnyen telepíthetők.
• Közvetlenül a vállalkozókra szerelhetők, egyébként sínes adapterekkel egyszerűen a kezelőpanelre szerelhetők.
• Egyes relémodellek egyszerűen felszerelhetők belső kioldási osztályválasztó gombokkal.
• Ezek a relék automatikus és kézi visszaállítási funkciókkal is elérhetők az egyszerű műveletek érdekében.
• Tartalmaznak egy belső tesztgombot a hibaelhárításhoz.
• Ezek nagyon aktívak széles és állítható áramtartományban.
• Kioldásmentes mechanizmussal rendelkeznek az optimális működés érdekében.
• Tartalmazzák a hőmérséklet-kompenzációs funkciókat, amelyek a pontos működés érdekében használhatók.
• Ezek bárhol könnyen használhatók.

Hátrányok

A termikus relék hátrányai a következők.

• A hőrelék nem rendelkeznek rövidzárlat elleni védelemmel, bár elektromos védelmet nyújtanak.
• A legtöbb hőrelé alapú eszköz működése lassú.
• Ezeket nem közvetlen megszakítási funkciókra tervezték, hanem más elektromos védő- és kapcsolóberendezésekkel együtt kell használni a feszültség alatt álló áramkör leválasztásához.
• Optimálisan működnek az alacsony ellenállású áramkörök ellen.
• Ha nagy teljesítményű áramkörökben használják őket, akkor nem mindig teljesítenek jól.
• Ezek nem képesek ellenállni a rezgéseknek és az áramütéseknek.
• Ezek a relék nem állnak rendelkezésre magas kapcsolási frekvenciával, ezért gyakran időre van szükségük, hogy lehűljenek, amikor kioldottak és túlmelegedtek.

Alkalmazások

A termikus relék alkalmazásai a következők.

• A hőrelé a motor túlterhelés elleni védelmére szolgál.
• Ez egy védőeszköz, amelyet elsősorban arra terveztek, hogy megszakítsa az áramellátást, ha az elektromos motor hosszabb ideig extra áramot használ.
• Ezek a relék segítenek megvédeni az elektromos készülékeket, motorokat és transzformátorokat a túlmelegedéstől.
• Ezt a relét elsősorban áramfüggő alkalmazások védelmére tervezték normál indítási feltételek mellett a fázis- vagy túlterhelési hiba következtében fellépő megengedhetetlenül magas hőmérséklet-emelkedés ellen.
• Ezek elsősorban elektromos áramkörök és eszközök túlterhelés elleni védelmére szolgáló elektromos védőberendezések.
• Ezt főként alacsony teljesítményű egyenáramú motorokban és alacsony feszültségű, mókuskalitkás indukciós motorokban használják.
• Ezeket a reléket a motorindító áramkörökben használják annak elkerülésére, hogy a motor extrém áramot használjon, ami nagyon veszélyes a motor szigetelésére.
• Ezek a relék elkerülik a motor károsodását, és nagyon hosszú ideig tartják a berendezést.
• Ezt a relét alacsony névleges teljesítményű egyenáramú motorokban és alacsony feszültségű mókuskosár indukciós motorokban használják.

Így ez a termikus áttekintése relé – működő alkalmazásokkal. Ezek a relék olyan elektromos védőeszközök, amelyeket elsősorban elektromos motorok, elektromos berendezések és elektromos áramkörök túlterhelés elleni védelmére használnak. Itt egy kérdés, hogy mi a relé funkciója?